[發(fā)明專利]一種GQDs/TiO2/CuO復(fù)合抗菌材料及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810989006.4
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109077064A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳彬;伍蘭天;楊統(tǒng)一;謝錦鑫;張子豪
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號: A01N59/20
• 分類號: A01N59/20;A01N59/16;A01N59/00;A01P1/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發(fā)明公開了一種GQDs/TiO₂/CuO復(fù)合抗菌材料及其制備方法與應(yīng)用，制備時首先制備納米TiO₂/CuO，之后在其表面負(fù)載GQDs完成復(fù)合抗菌材料的制備，制備工藝簡單，材料廉價易得，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，本發(fā)明制備的復(fù)合抗菌材料具有較好的抗菌性能，可廣泛應(yīng)用于各種抑菌、殺菌領(lǐng)域中，如環(huán)保及抗菌涂料領(lǐng)域，適于推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化抗菌復(fù)合材料制備領(lǐng)域，尤其涉及到一種GQDs/TiO₂/CuO復(fù)合抗菌材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

光催化抗菌劑是近年來出現(xiàn)的一種新型抗菌劑，由于其無毒、無特殊氣味、無刺激性、本體顏色多為白色、顏色穩(wěn)定性好、高溫下不變色、不分解、價格低廉且資源豐富的特性，該類抗菌劑在近年來得到廣泛應(yīng)用，此類抗菌劑以TiO₂為代表性物質(zhì)。光催化由于其強氧化能力可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)并分解出細(xì)菌體，凝固病毒蛋白質(zhì)，控制病毒的活性，達到高效殺菌的目的，但是TiO₂只有在紫外光的照射下才能表現(xiàn)出抗菌能力，大大限制了其應(yīng)用。

通過在TiO₂中摻雜金屬或非金屬離子而引入雜質(zhì)或缺陷，不僅能夠改善TiO₂的光吸收，抑制光生電子-空穴的再復(fù)合，提高量子效率，提高光譜可利用范圍以及光催化效能，而且能夠改善二氧化鈦本身的晶格缺陷，增大禁帶吸收范圍，增強光敏性能。利用二氧化鈦表面多羥基的特點，可負(fù)載其它抗菌劑，改善抗菌性能。研究表明，摻入的金屬氧化物起擴展TiO₂光譜可利用范圍的作用，而非金屬則抑制光生載流子的復(fù)合，兩者協(xié)同作用，可以提高抗菌性能。

石墨烯量子點(GQDs)作為納米級別的零維石墨烯結(jié)構(gòu)，繼承了石墨烯的抗菌性質(zhì)，并且，由于其分子結(jié)構(gòu)富含缺陷，由此在多個方面顯示出特殊性質(zhì)，相關(guān)研究表明，石墨烯量子點同樣具備一定的抗菌效應(yīng)。

因此，本發(fā)明期望在TiO₂中摻雜金屬氧化物或非金屬材料而引入雜質(zhì)或缺陷形成一種廉價高效的光催化復(fù)合抗菌材料，并能廣泛用于環(huán)境及抗菌產(chǎn)品中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種GQDs/TiO₂/CuO復(fù)合抗菌材料的制備方法及其應(yīng)用，本發(fā)明制備的抗菌復(fù)合材料提高了石墨烯量子點負(fù)載納米TiO₂/CuO的抗菌性能，增強了納米TiO₂/CuO的抗菌活性。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下所述：

一種GQDs/TiO₂/CuO復(fù)合抗菌材料的制備方法，具體包括如下步驟：

1)GQDs的制備：取檸檬酸加熱熔化，再用堿性溶液調(diào)節(jié)pH為6-8，制備GQDs水溶液；

2)CuO制備：將NaOH溶液滴入Cu(CH₃COO)₂·H₂O溶液中，劇烈攪拌，將所得溶液置于反應(yīng)釜中，水熱反應(yīng)制備CuO；

3)TiO₂/CuO的制備：將二氧化鈦(99.8％，40nm，銳鈦，親水，麥克林公司生產(chǎn))加入去離子水中，并向其中加入NaOH，之后將步驟2制備的氧化銅溶于去離子水中，將氧化銅溶液滴加到二氧化鈦溶液中，劇烈攪拌，水浴反應(yīng)，洗滌，于100℃干燥1h得TiO₂/CuO固體；

4)GQDs/TiO₂/CuO的制備：配制TiO₂/CuO的水溶液，向其中加入GQDs，超聲反應(yīng)，離心，洗滌，干燥，得到GQDs/TiO₂/CuO復(fù)合抗菌材料。

進一步地，所述步驟1)中檸檬酸的熔化溫度為150～250℃，堿性溶液包括NaOH和KOH溶液。